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< >我搜到一个java版蚂蚁算法的程序,我不懂JAVA请高手帮我改成c或matlab</P>: S* C* z. t- e2 {0 |
< >package ant;" f' e6 f1 n3 N6 o) ~: o2 U
/*
9 W9 \4 T8 e& `( e' H * @(#)Antcolony.java 1.0 03/05/224 R1 H3 I7 P3 E4 E4 h
*
0 K5 P9 I" B/ P0 L0 {& P$ }: @) c * You can modify the template of this file in the( @+ D) a! d* h1 O* W6 _! J
* directory ..\JCreator\Templates\Template_2\Project_Name.java4 r& a9 V4 l5 Q/ W0 r
* R3 p2 Y: m$ e* q: L
* You can also create your own project template by making a new
! L M# S% |% B/ D: \ * folder in the directory ..\JCreator\Template\. Use the other
8 m% x% |- N( A * templates as examples.
: P4 a3 s- C2 \$ m *5 H! l( u6 g0 W1 n0 x+ c4 i' w) |/ ?
*/</P>
& [" |% p6 P" k" ? V! ~< >import java.awt.*;
+ ?5 W+ P# w# o; C2 vimport java.applet.*;
" \0 n2 K: [# r6 V H0 V7 r% E( vimport java.awt.event.*;
/ n P% u9 a$ ?+ V3 l' Fimport java.util.Vector;</P># B T4 x; u- W
< >class AntCanvas extends Canvas9 ^1 x5 y3 G5 T4 C9 r2 f/ u
{
3 Y; l& E- `7 b+ s! @+ b //画布,一切画图操作均由该类完成( G4 g% p& k% a. H; y0 M* q* f
//Image image;/ r# N$ `5 i* @( P
Color obs_color;//障碍物颜色
3 W+ A% s `" | Color origin_color;//我的颜色
3 g/ y5 N1 C2 c) n Color back_color;//背景色% M- U7 ?' w0 R* J
Color end_color;//食物点的颜色. z- [: L& j/ U9 i+ W4 z6 E
//boolean first;! q- _3 q2 B! F* b" t
boolean reset;</P>, J: S) A3 b1 Z
< >/* public AntCanvas(Image img) {</P>
* C# P. v. ~5 B+ ~+ W; _< > super();
" y$ W; ^, U8 `5 U image = img;
( S* F1 s: ~0 W6 K: S5 r obs_color = Color.white;
1 W4 k( { o. C4 t7 c$ F setBackground(Color.black);6 x( B1 d' H; `* X z
setForeground(Color.white);6 z R* I; Y8 E" y+ j
first = true;
% ?0 B1 E5 }/ `* Q6 R8 w4 E4 o q1 @ reset = false;</P>
# t7 h2 @5 U' s6 W$ y; g( ~* }< > }*/</P>
# E( k9 S: a% Y5 c8 i- u< > public AntCanvas() {</P>
; l, b2 X' `9 v) Y2 B6 [# ]- {< > super();
# F+ z4 A# D0 c3 T2 A1 ]! c4 D //image = null;' E* R5 c4 {# p' } o
back_color=Antcolony.BACK_COLOR;
: J ^8 Y0 r0 Q( v" X+ ?. O setBackground(back_color);
* @7 k: G, p" s5 _6 ?. Q0 l setForeground(Color.white);
6 u. K0 z6 D2 X5 j( M( S0 T obs_color = Antcolony.OBS_COLOR;
) `; S) u' `, C+ F' C origin_color=Antcolony.ORIGIN_COLOR;
6 Q8 \2 j% o: i8 s7 I& m end_color=Antcolony.End_COLOR;
7 \: P6 r: C( ]" J //first = true;
7 t! t% `- z% d; r, | reset = true;</P>
3 d* r# B2 w# {6 E- u( W/ N< > }</P>
! U, A, p. H: } a# [4 o% T< > public void Clear() {
! f" g" [$ _* G8 k' B) S //清空画布
! y/ J+ |, Y) e1 v reset = true;
! G6 G" A/ ?- f/ L3 b repaint();
0 ^- x2 n& d: W/ _ }</P>
! r5 @8 T& l/ H% w2 G+ x< >
+ d. l4 G+ ?$ S7 y public void paint(Graphics g) {
1 I% I1 f+ b9 K& }; J. p1 g int i;
_0 @# P+ c9 o* @% R //重画的时候仅仅画障碍物
) [# `+ ^4 F" M! Q g.setColor(Color.black);% c/ M1 h. K( M* G% s
g.fillRect(0,0,size().width,size().height);
2 |; h& ?3 n. G4 ~- V g.setColor(obs_color);8 X* o* T9 e/ y% x& G' |% l
for(i=0;i<Antcolony.obsCount;i++){4 M6 W8 ?3 W' i w9 o( B
g.fillRect(Antcolony.obsP.x,Antcolony.obsP.y,1,1);
3 `& y) I5 u; S }</P>
% Q) z# _: G. u2 v c& J8 a: d< > }) V" C5 B: K* c# r
public void process(){
9 H& d1 J* Y) u //处理动画的过程# K0 F+ @, @6 J/ `1 Y
Graphics g=this.getGraphics();) v n2 d$ h# n( F/ k& R4 c
g.setColor(end_color);- Z. O& R, X9 {" R2 b; t
for(int j=0;j<Antcolony.EndPts;j++){; p8 Z3 J. _7 D/ Q! F
//画所有的食物点
5 v# m" J! O9 F9 [) W" \; m# V g.fillRect(Antcolony.EndPt[j].x,Antcolony.EndPt[j].y,2,2);3 M: I' k- R) j: A+ H
}
8 {3 U2 x. F% U8 F( Z; G for(int i=0;i<Antcolony.antCount;i++){
2 \( k2 ~! B" S8 L //每只蚂蚁开始决策,并画蚂蚁
3 }/ G% S9 E0 V! P Antcolony.ants.Process();3 l' B0 Q% W, } X9 d
Antcolony.ants.Draw(g);: v* u" V& G" T! L' C" Z, c
}, K2 q& n% {1 R. p3 q9 y8 i
for(int i=0;i<Antcolony.phe.size();i++){7 _& v) e' F7 C/ @7 f. R' K
Pheromone v=(Pheromone)(Antcolony.phe.elementAt(i));
5 L) a, y: ^( f0 e& X- ^ //Antcolony的drawPhe变量标志是否画信息素: U! A8 u- X& O; r3 `2 a. B
switch(Antcolony.drawPhe){9 s+ }7 p. s: C* c
case (1):
- S! ` ?: Q p) b v.Draw(g);
/ x% B. d" c) `3 i0 ^5 @8 M, E: N7 B break;$ G. r# s6 J7 M& B) K9 h
case (2):* u+ Y" x% q% L2 {: e3 m1 T
if(v.kind==1)v.Draw(g);
) V# K7 g0 D$ m break;6 p: V+ _3 ~3 [0 Q& v0 N1 r
case (3):
8 }, P# } U: [0 e; C( u- J if(v.kind==0)v.Draw(g);
4 p! H; I% m$ `/ A* h( z, H2 G. r break;
0 [( T* ]+ ^. A+ O }4 _) s8 j" M% b8 K, [* C
v.delimit(g);4 @! P1 e- W0 W" H6 v) ?; m
}
9 S0 X8 f! A1 l6 k# a3 L g.setColor(origin_color);
7 X, h5 R2 I3 j for(int i=0;i<Antcolony.OriginPts;i++){
" m0 G: t. B+ Z. j: r1 ^ //画所有的窝
* `+ f I9 D6 q$ n) s5 @ g.fillRect(Antcolony.OriginPt.x,Antcolony.OriginPt.y,2,2);
9 p `/ k) ^0 n1 {* | o }</P>
) Q$ x$ A; o! ^, H( `: u/ E< > }
4 D4 L$ K+ N: C8 W+ ~' Z# S Graphics GetGra() {</P>
1 j6 H& b) s( S _" Z< > return this.getGraphics();7 }5 {5 D! Z( p+ S
}
% g# G& J- }5 L}
- V4 h* g, r. t2 d" u" |public class Antcolony extends Applet implements Runnable {! G8 u; d( K$ I3 ? a* c& ]
boolean isStandalone = false;//系统的参数,是否独立运行,不用管
% n1 T2 M1 j7 ^, h Thread runner;//创建一个线程,让动画平滑的运行
! o _$ P6 W) ^' G1 K) C boolean running;//是否让动画运行3 A6 S: A) Y& B8 W
boolean reset=false;//是否按下了重置按钮" R) z6 |2 C% X: d
static Color OBS_COLOR=Color.red;//障碍物的颜色
, c! H/ f$ |9 y static Color ORIGIN_COLOR=Color.yellow;//窝的颜色5 U6 p* n9 j: ~8 ^, m) Z
static Color BACK_COLOR=Color.black;//背景色
5 F! a; L9 L7 ~8 X8 _ o static Color ANT_COLOR=Color.white;//蚂蚁的颜色
" m1 k3 p: G0 m1 x0 l5 ^5 J3 l static Color End_COLOR=Color.cyan;//食物点的颜色
% ^# d8 l& g( f& u r- C$ N AntCanvas canvas=new AntCanvas();//画图用的画布
7 n9 z2 w$ X- r- Y3 ~3 n/ y int obs_grid[][];//障碍物网格数组,这是个width*height的矩阵,数组中存储的是障碍物数组(obsP[])的指标,这样做可以加快索引的速度
2 `& a2 X. m5 C: d; V" Q# E+ Z static Point obsP[];//障碍物数组,存储的是点的信息,指标是障碍物的总数! v4 r& g+ W, W0 o Y
static int obsCount;//障碍物的数量,最大为width*height
( q" i9 e6 q& e8 G2 d+ ]% H8 j static Point EndPt[];//食物点数组,值为食物点坐标。" k/ W) q$ `3 l( P
static int EndPts=1;//食物点的个数,初始的时候为1,最大数为100
h+ n4 v( o6 e% I5 J9 I8 P static int Pheromone_grid[][][];//信息素网格数组,2*width*height的三维矩阵,第一维是信息素种类(窝的信息素为0,食物的为1),它存储的是信息素的种类和值9 w8 o: s9 c. e5 ^# t
static Vector phe;//信息素向量(相当于一个数组),当环境更新信息素的时候,只需要查找这个向量就可以了,不用搜索整个width*height这么多的Pheromone_grid数组点
' P z7 s- d% {8 B L& M; L: Z static int Max_Pheromone=500000;//最大信息素数值,应该根据地图的复杂程度来定,越复杂越大!' A" s2 M( y, c$ A& c* ?5 _( `
static Point OriginPt[];//窝点信息
: }# k' _. D2 V/ g3 u& ~ U' \ static int OriginPts=1;//窝的个数,最大为100. Q( {- _' V8 o3 G& T* x# x% k! W6 c
static int width=300,height=300;//环境的长和宽9 U# f& f2 L6 s0 d' u# |
static int antCount;//蚂蚁的数量6 B% F4 r5 M& N5 Q
static int Delimiter=5;//信息素消散的速率,为整数,越大则消散的越快
. c2 ~% ^. q0 j4 l static int FoodR=10;//食物和窝产生梯度的信息素的半径1 r( C: ]1 q. k% o
static ant ants[];//蚂蚁数组5 Y' J! P f. q+ i# y& @% N
static int drawPhe=2;//画信息素的模式,0为不画,1为画所有的信息素,2为画食物的信息素,3为画窝的信息素/ @4 {0 E9 G5 U5 j' `
int delay=10;//每次运行的间隔速率,越小程序运行越快(这个参数基本没用,因为当蚂蚁多了以后,处理过程很耗时间)</P>
/ X" y3 S" v! K' }+ ~( F< > //下面是一些控件信息' L P! D1 z, q: b& i8 n+ }) D
Button btnStart=new Button("开始");
; D% \6 |4 x# F( D$ ?5 A& G9 d Button btnReset=new Button("重来");
8 D( w4 V% A! E( `( g4 U+ S/ d Button btnMap=new Button("编辑地图");
' y: a+ g: g" Z& i0 b Button btnConfig=new Button("设置");4 G* e3 y4 m; p
Choice choPDraw=new Choice();
8 W8 h! M, G$ S public void init() {
; {( B; x7 {4 D' Z, n //初始化函数,先画各种控件$ R# J0 i' m8 k8 |
setLayout(new BorderLayout());) f/ V+ _9 j5 Q. O
Panel pan=new Panel();) _, a7 |. P, ?8 p6 h
add("South",pan);
2 }) [4 X& u. j, w% \7 l this.add("Center",canvas);
8 T6 N% v; v @5 D/ H8 z4 e pan.add(btnStart);/ E. y" t; z8 C7 Y$ y
pan.add(btnReset);
+ N7 ]0 \; [4 w- i pan.add(btnConfig);
6 u3 w/ t* `! B pan.add(btnMap);
! d9 k" M* T! ?: c pan.add(choPDraw);
% c. M( h: ]5 F: i choPDraw.addItem("不画信息素");+ X7 ?" ^9 J9 Y6 k. T
choPDraw.addItem("画所有信息素");) P8 n' ?, p9 d: W
choPDraw.addItem("画食物信息素");
- w+ t' _% x& I0 y choPDraw.addItem("画窝的信息素");8 \5 l- s* h; t
choPDraw.select(2);</P>
X( l# y7 S! |- y< > //初始化各个数组9 C* k9 y/ Q$ i* c( [! ~; }) f4 A% @
obs_grid=new int [width][height];7 c( v4 A. a3 o
phe=new Vector();
3 _2 H$ l0 |$ j+ [ Pheromone_grid=new int [2][width][height];
/ g* }( }) r1 g4 W, b% B$ E for(int i=0;i<width;i++){
# a$ i% w: i0 w8 @% J' \ for(int j=0;j<height;j++){
$ G @* |6 q4 a7 `6 i2 U$ t+ }6 m obs_grid[j]=-1;
9 V, R! K- z3 K1 P% w1 o for(int k=0;k<2;k++){
' P! W+ u! H/ J6 X Pheromone_grid[k][j]=0;
+ M- T K6 N3 V; O5 K: o }
, l4 ~; L; e5 V& H) w+ x }; z. K( d" r% K ^2 j
}</P>1 T/ n. k% Y/ h, b* P! [1 Q
< > antCount=50;//蚂蚁个数缺省为501 d+ k0 R. a/ {: f% I9 w
//初始化蚂蚁,这些属性都是蚂蚁的最原始的属性
9 F' n/ J' u/ \/ _- S ants=new ant[antCount];
5 V' J; V- w5 _, ]: ^2 X1 `4 W for(int i=0;i<antCount;i++){/ O* c" f7 _! P5 Z& ^( ]: l
ants= new ant(new Point(0,0),3,i,this,ANT_COLOR,0.001,50);1 G+ d+ r$ f# Q- U j8 _
}</P>
/ A8 M% d6 D% \ y0 n3 g< > //下面装载缺省的地图,包括障碍物、食物点、窝点的位置,都放到数组grid[][]中然后交给init_map函数统一处理
( W! a( C' u! ~+ f( `2 K int grid[][]=new int[width][height];</P>% u/ G8 R- E# S2 b! W7 \
< > //下面从地图库中加在地图
( o5 f* S) b* h% N9 {( l& Q8 |+ v Maps maps=new Maps();$ n/ o1 T" Q, O, \/ _3 v9 }) a% j
maps.LoadMap(grid,0);. k/ l' C) o; J/ }- b4 m& |
//初始化地图
& B- Q7 c% ]. c+ X* q reinit_map(grid);</P>7 o. \/ a# `1 U
< > //初始化所有的蚂蚁
4 v$ H; b/ p# K( i; w- r* \3 x reinit();2 Q. l6 u* S) b2 u0 M! q+ n- t
}+ k7 K" R+ x% S( j5 f) V& d
public void reinit_map(int grid[][]){
) J5 g) H) F% o t/ I2 B/ \ //将数组grid[][]中存储的信息转换到当前的环境数据结构中/ w9 Y9 n: E, w5 w) C. X4 W
//相当于把一个位图信息width*height像素转化成窝、食物、障碍物</P>
# k3 ?% x8 d `* F+ b* K% ?( @1 f) I< > //先停止程序的运行
+ J( c! y0 c: s4 n running=false;. t5 k; \- ]9 ^$ d; l
btnStart.setLabel("开始");</P>
8 K- p. y4 y1 f0 ^< >
3 s2 A+ b+ K3 W, w obsCount=0;
( {; V$ c- b6 Z: U x EndPts=0;
# a0 K& H, f6 K/ j: X& W6 [ OriginPts=0;
6 E4 J' M2 o7 x9 j3 B obsP=new Point[width*height];. Y4 u* Q2 ^( P8 `
OriginPt=new Point[100];
# O0 N1 J, T2 ~6 X8 k- Z EndPt=new Point[100];</P>: W1 v- x2 p& q4 [4 ], W0 d
< > //清空obs_grid和Pheromone两个数组中的值
! P4 y8 J8 j9 g3 d! Y, @: [ for(int i=0;i<width;i++){
2 I) A- i; x8 b# \2 G6 y for(int j=0;j<height;j++){
$ Z; }$ N. D: e: \5 U: ^ obs_grid[j]=-1;( n0 T, N [) _/ \# S+ I7 ?
for(int k=0;k<2;k++){
# _8 V# n0 Z0 E- A+ { Pheromone_grid[k][j]=0;
. I+ \8 k5 F( | L }
! E' A1 ^! H/ ]7 h# ]+ q }
1 j1 |# G2 _; o' L7 u' P: D }</P>
. }- b3 s/ M5 z' m+ U< > //从grid数组中读取信息4 P& C; b/ Y. g$ ^2 E
for(int i=0;i<width;i++){
6 y" F( t3 \7 @( e' S1 @ for(int j=0;j<height;j++){1 n/ b0 X& x; `1 d; {; N& Q
switch (grid[j]){1 u' z S( g6 G: L; e+ q
case 1: _" `* p1 ~. H6 u
//如果grid[][]存的是障碍物
0 I( h# r0 [5 a1 l; [2 v0 Z obs_grid[j]=obsCount;
1 D9 h% ]6 C: e. Q obsP[obsCount]=new Point(i,j);
8 R$ G* D' n8 [: m! |) D obsCount++;, Q' c8 w& T9 X9 @8 Z* }
break;4 w& `9 H3 L( L) A
case 2:5 x7 z# l; D( T
//如果grid[][]存的窝点信息,多余的窝点信息省去了, i2 z. Z6 S, a; l: v+ d
if(OriginPts<100){3 X' B5 d; T! p& J- i1 ^
OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);* R0 I1 ~3 F+ w/ ^/ ~
OriginPts++;/ b( }) K, a4 L6 ^
}
+ A4 x' B U% l6 E1 w/ i5 Q7 _0 ?0 W break;
8 V: T* b4 N; v: g, P case 3:
! C; N7 X' b$ f+ k: H0 a2 A9 C //如果grid[][]存的食物点信息,多余的食物点信息省去了
7 |* b8 C, T6 v! ~ if(EndPts<100){ w( \, C; f9 J, `9 x
EndPt[EndPts]=new Point(i,j);- R, ?2 l$ s3 o, @
EndPts++;7 Q" |% o, Y# q; J
}6 L& G# V! m) I% E" x* T! c
break;6 N x8 j2 A. [3 w
}* Z; y) K5 s$ g. s" y( m+ x( ~
}2 ]8 p( A' e" y. i, G4 k
}# M: p+ [* t1 M n- q
//如果没有指定窝,则随机的选择一点4 K/ y/ ]5 u' A0 H* Y! u* ? ]9 [
if(OriginPts==0){$ [! A5 @) R8 `0 p6 S
for(int i=0;i<width;i++){
4 _0 b5 }1 X, ~. V int j;+ a/ n. D9 \ Q. q1 ]" b9 [0 a
for(j=0;j<height;j++){7 I# G8 P* k2 {6 o! j
if(obs_grid[j]<0){3 d& w: t8 g6 f* Q
OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);6 J7 V m9 T7 J; m+ o9 Y7 u
OriginPts++;
* G O6 Q% w. v break;" J9 ~3 H7 Z2 I. f& m5 b
}
& c, h1 ^% M8 F$ o; O }( H: ]* O! B' w* K7 w* S
if(j<height-1){' ?( D6 D, A1 N: L1 a% s
break;3 `: @0 v: k; e/ }4 `
}
. M2 P2 v' r0 }; E }
/ P0 h7 ?% R! Y }% z) @: G6 _- e! I0 M+ e l
}' ]9 w @! P, d2 x& t! w' V
public void reinit(){
- A, J0 a6 v8 X% M% H //重新初始化整个环境</P>- d$ R. B E6 ~6 m) @# U$ c9 x0 |
< > //先停止程序的运行
% A( r8 e' E! a$ n& H running=false;5 @; D& p/ t- ]2 W0 ^3 b; G
btnStart.setLabel("开始");</P>! ]6 T- \5 H2 C0 T* u
< >! g- @8 c/ r0 t$ ^( f9 Z
//清空所有信息素Pheromone数组中的值# R8 M1 d5 t% v
for(int i=0;i<width;i++){$ ~3 j; v/ f! k5 M
for(int j=0;j<height;j++){
6 W }% ~- D6 E, _ t for(int k=0;k<2;k++){4 d) i2 F5 g/ y9 Y2 s. N" ^ S
Pheromone_grid[k][j]=0;) K" p: @- L( s$ e. D" R" W
}
. O7 X* C" R; O4 @+ u) _ }
6 N% U* T, {: k. x9 F }</P>
3 e* P: G3 k. z< > //初始化蚂蚁数组,antCount只蚂蚁在不同的窝点之间进行随机的分配, Y1 B- {8 d% K7 `& N3 c0 \% x
for(int i=0;i<antCount;i++){; y' R4 L+ c1 w! F5 \- z4 l
int index=(int)(OriginPts*Math.random());
- @2 X6 p. x; d" U4 ?& h ants.OriginPt=new Point(OriginPt[index]);
, L# t' h2 U- p/ K" x/ n) `: h: X" A ants.init();" d- h. ~& D$ E$ O
}</P>
9 O" v4 G6 ?; o8 y< > //清空信息素向量 b9 D( V! H: Z) w2 W$ ]3 b
phe.removeAllElements();</P>! ^. y T4 X* P8 G
< > //在每个食物点和窝点周围分布一定量的按照梯度递减的信息素,分配的是一个点为中心的半径为FoodR的圆,并且信息素按照半径递减
6 P _$ }6 X a) f% e for(int i=0;i<EndPts;i++){7 d8 Z" H t( b) _) ~; ^
for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){6 Y8 Y! N: v; n; p" ?+ Z, |
int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));
5 f* o6 K. g8 q" r' R: Q/ B+ e9 O for(int yy=-y;yy<=y;yy++){7 [' A0 D! r0 Y1 \) k. D
Pheromone_grid[1][(EndPt.x+x+width)%width][(EndPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR)); j8 V# i9 e0 j4 u. P' v
}$ Z& [+ C f2 p0 _( u4 a
}$ R$ f+ L. A8 |& {7 t) r- Q
}
/ z3 {0 O8 o' H- H2 C" d for(int i=0;i<OriginPts;i++){& K0 R& i. C) y* a$ ~" _8 k8 [; J
for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
; ?% Q' y1 A2 w0 ~( G& x8 C int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));
) s% j+ C d1 m4 A1 |& ^ for(int yy=-y;yy<=y;yy++){
/ T- o8 Z- z3 n v- t& V Pheromone_grid[0][(OriginPt.x+x+width)%width][(OriginPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));
4 E a& T2 ]# r. ~" _! S u }
# t/ @% G. G$ M }
$ o4 R2 y* v$ F: T }</P>
f* C7 d; H% E3 K<P> //重画+ y! C8 u$ e& q& u ]
canvas.repaint();</P>
9 N/ q) h j% f5 n7 s6 t4 x' B<P> //让程序开始运行
1 ~! S( i0 I2 P8 I# A( Y/ T //running=true;
! F' _9 i8 I8 } M8 s }
; B2 Y& y, R2 V: L" M public void paint(Graphics g) {
/ ?* i9 `+ U* e. l, S: W canvas.repaint();1 m' d' u4 ], r! \9 F1 p
}</P>
- u7 O5 |) Z- E; P' v<P>
, h' X: Z* r+ u4 U$ s/ Fpublic static void main(String[] args) {5 k1 T; C+ z" b; Z, c
Antcolony applet = new Antcolony();- N7 P1 {/ H6 o( A
applet.isStandalone = true;7 [+ m' l! E. g( @
Frame frame;& h4 ?, I* y1 m X- l
frame = new Frame() {; ~9 D1 g! W/ r; N; U
protected void processWindowEvent(WindowEvent e) {3 Q& O! k% V+ d# Q: s' l, R
super.processWindowEvent(e);0 `) S; [3 j0 |
if (e.getID() == WindowEvent.WINDOW_CLOSING) {' K9 f1 i! d3 H! Z5 Z6 ~0 {$ e
System.exit(0);) v& e( a' @+ o$ C) x4 x" X
}0 {9 o: @' n: x+ M' s$ i2 z i5 b: e" W& t
}' w7 ^( {# o7 B4 [1 c" h
public synchronized void setTitle(String title) {1 j. U" @2 \$ N. \, Y% c; F' c7 D0 ~
super.setTitle(title);
T' Z) q: N7 ^+ ^ enableEvents(AWTEvent.WINDOW_EVENT_MASK);
+ q+ w3 Y; z/ |$ S) H( s8 j9 @+ T }
8 _. u3 z. j$ S, ~ };$ T1 o7 F! ` g$ r. c* p. v, L
frame.setTitle("Applet Frame");3 S1 h; K2 |% ]$ d. |* Q% e# D
frame.add(applet, BorderLayout.CENTER);
- R5 o, M( Y% U1 X applet.init();
5 a% _# i! k/ S0 y* D applet.start();3 x3 Z7 s) x1 X) n0 j. K
frame.setSize(300,320);: C- F2 G/ j. [6 T) F% ]
Dimension d = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();' S% K/ [- a* c* ]
frame.setLocation((d.width - frame.getSize().width) / 2, (d.height - frame.getSize().height) / 2);
* {2 h2 d0 g$ ^. m* Z+ h3 o( o frame.setVisible(true);
- N8 s3 i. c7 ]1 s- T; I3 | }( E- y. F3 [9 o9 u# H9 X9 V
public void start()4 e" `: F1 w0 S, t; F$ J
//下面三个函数是控制线程的
) G& Z- O9 C2 U; |% G8 Y {
' s" s3 [3 @0 `7 x, a5 J7 v if (runner == null)
; N# X6 Q7 m! b2 ~- `5 [& m {
9 q5 g* {9 c& G# h. T+ V runner= new Thread(this);0 v7 b( ~- w6 Z9 p
runner.start();
3 B& G+ C# E% f //running = true;: o$ O) V# L1 J1 C2 T, N+ n0 E
}- d! D7 } ]4 V' F* V, \, c: J
}</P>
1 Z- _. w) W$ w! n! B<P> public void stop()% c) n5 }& d$ F4 i
{
+ z" b% g; d5 p% w if (runner!=null)
8 ?3 S' n- N5 ~" l: p$ { {
' b. O9 f+ V- U- j$ t0 @ runner.stop();
3 L: p( Q1 m2 k. G: @ runner=null;
5 J( M3 Y/ `; K5 d running = false;; q* b9 p9 T5 @" q: J8 d2 F
}: W# J) @& c+ T" C& A
}</P>
- u O- l1 @, q<P> public void run() {</P>% T. B5 T( H! f: [
<P> int i;' r6 m6 h; V3 F8 n0 P+ r4 P8 |
//线程一直运行下去$ j: S8 N7 p) E0 Z) o3 I
while (true) {* r6 \* ~) Z# X' p3 i
if(running){& d7 |1 w$ o; P# r% d) N
//如果开始动画,就进行canvas的处理
4 m( S) T( Y% y' K( [3 y canvas.process();
+ I2 X D$ F- U% ] }* V) u- _% b+ ]4 n
try { Thread.sleep(delay);}; P. O& }8 T4 [1 \" _! S- R
catch (InterruptedException e) {
- r* X" v" U5 l$ O: ^+ U0 B }
0 I" t0 S! f, r: S! v8 h! M/ t }</P>) u: V$ n+ P }' M8 z
<P> }
1 v% T$ ^! G* H \- q public boolean action(Event evt, Object o) {& Z& f: {+ Z( N3 y
if (evt.target == btnMap) {( e' O* X, x! [" F: q1 w
//开始编辑地图面板
8 _1 p. ]% F3 n4 T# b5 C" M. c running=false;, V; Y Y6 r; M+ K( U* ^: C# P
btnStart.setLabel("开始");
# l0 r! b N7 E' ?1 y7 ^ MapPad ctl = new MapPad(this);2 i: B! z5 Q6 R+ g
ctl.setSize(308,380);
# d$ w! y' o0 }/ t2 q ctl.show();
" W. Y4 O# {. ^( T& a3 e) Q return true;
$ R! x, [, k7 z- \$ {9 n }else if(evt.target == btnStart){0 k {2 W4 u9 j+ q
if(!running){
# V$ `0 V' b. F/ C7 L Q8 {4 }0 ], B9 K //如果刚刚按下了重置按钮就重新初始化一下, \3 Z% ?6 }, Z7 R9 v
if(reset)reinit();
; ?2 P7 q( |) F* f, f btnStart.setLabel("停止");
* n8 C# ?6 e; r: g$ e7 y8 A- d reset=false;
$ S# H; `8 w1 V* U running=true;
9 Z6 I. C1 s$ f1 Q* J }else{# Y, `8 ~5 f# m2 I
btnStart.setLabel("开始");
& e, H' o' e2 W8 }8 _% k7 ?$ k: E running=false;
4 i* X; j8 l( d. Q/ l! ]8 C } b Y# K. L$ Z; T2 R
return true;
8 j2 E3 a1 D/ G$ ]' u2 Q6 S/ I' M }else if(evt.target == btnReset){
8 j/ |! ^( m& |8 H2 J! s running=false;3 {3 j7 E0 M' ^. u& M
int j=0;$ n% @* P% b0 z- H% n- u
//表示已经按下了重置按钮,以便下次开始的时候进行重新初始化5 X4 N$ N4 K# x) ~+ n" G
reset=true;
3 L/ V# g) v( F1 Y% L7 A/ N repaint();- u- \9 B+ i) m: L
btnStart.setLabel("开始");% [& q/ x& k4 }' D9 P
return true;
7 o& |; d2 P' z3 d; @- Z/ \: T V }else if(evt.target == btnConfig){
2 w! S5 x7 _+ k. ^3 @& R0 m running=false;
6 X( @- ~2 Q/ i7 A0 v9 y btnStart.setLabel("开始");
# v( N4 x# g0 M; F Configer ctl = new Configer(this);; y5 E# H$ m5 j' i! `7 G k+ K
ctl.setSize(300,300);
* p( P0 `% L( X1 X0 _2 j ctl.show();' ~+ c3 [* b0 K' y% C E
return true;4 S+ I( q1 Z. H5 Y' T$ {
}else if(evt.target == choPDraw){
8 U3 X. b8 L; I3 o* A //选择画信息素的模式
( w6 v) W" G6 R drawPhe=choPDraw.getSelectedIndex();5 G/ A* Y3 k. E
if(drawPhe!=1){canvas.repaint();}0 i* ]; t% D* s+ I2 }4 {" {4 T# k$ L
return true;
& j" [, A" O$ F. h }
' ~; |- D5 k, {, J, B. R7 [9 o/ _ return false;</P>
2 e0 h* A; E4 b% k<P> }5 ]& B" v6 E" L. i. h v8 F9 O
/**Destroy the applet*/
5 j7 S* a5 @9 x public void destroy() {
# L+ j' Y g! S% G3 t# s //当结束程序的时候,把线程也结束( I, U9 e; |, Y) `) m8 T9 [2 T
if (runner!=null)( m& C9 D$ f7 }( s: ~2 \- U! ]
{
8 {1 v; r: p3 r1 W7 K; ?* c, Z running = false;2 Z* A* |- t4 ]' X5 Q: z3 ?
runner.stop();
9 J% |! t! b. v7 } s7 J' ` runner=null;
* j: y0 b$ V' G' a# X7 U) c }
1 S0 c' }2 [. v) @9 K% v( l }</P>
9 {9 c- d0 z, H& y A7 W8 p<P>}% A. G: M% z- G* ~5 \, U9 t
</P>8 k5 ?5 h7 Y4 `9 ]9 W
0 O$ q; q7 K3 F+ m
2 P4 M' ]3 Y' {: C- Q# W
8 r! t0 D1 H( W4 V<P>package ant;
0 C O- T8 S" X k$ l( r: s \import java.awt.*;7 b" ?1 u$ O- V0 H
import java.applet.*;
2 `$ o: |5 z' F/ ?2 @( Bimport java.util.Vector;</P>
6 I8 D% A8 J m- d0 ^* Z<P>public class ant{& ?( H5 u& F! p$ R! ~1 A. L& G
Point nowPt;//当前点坐标* a- K- @5 i! n; C
int VR;//速度,每次蚂蚁能走动的最大长度
% N0 X& p/ k- j/ c2 G int id;//标识3 F5 b! M6 ?) M* O( |, u
Point lastPt;//上一点坐标5 g1 X9 `9 C+ _9 B. v w0 B! t
Color color;//蚂蚁的颜色9 M. b k" P+ ?2 I
Color back_color;//背景的严肃+ O- U8 H3 b$ }; S5 C
int height,width;//世界的尺寸9 V" B. j: b$ A1 i
int Phe;//每次释放信息素的数值) [! @7 x! h$ H6 c! F
Antcolony local_colony;//主程序的指针
) S, @- \7 g/ R3 n" w. q Vector HistoryPoint;//记录一次觅食过程历史上的所有点
9 l& S! \: b6 u. [7 J! h double Main_direct;//主方向7 w" y0 X2 z3 f7 i: M
Point FoodPt;//记录的食物点,是否找到时候判断用2 j& C7 c) a; R$ I* d+ B# n
Point OriginPt;//窝的坐标
+ D: L# U8 X3 z4 M0 w3 E Point AimPt;//目标点,是窝或者食物
8 w) R' j$ D' F Point StartPt;//起始点,是窝或者食物/ h: l- V7 o) k* K3 d7 n
int FoundTimes;//找到食物或者窝的次数% L. f, R! N) D
int Max_Pheromone;//最大能够释放的信息素& A# C. K. n; c" S" f+ e
int Pheromone_count;//当前还拥有的信息素的总量
1 y7 j, }6 E6 Y, Z1 k$ h6 m boolean Judged=false;//判断寻找目标点的工作是否已经进行了% P, T j3 L. J; Z( |* l
double mistake;//犯错误的概率/ u5 r( M5 v# d. r6 P1 c, A+ t. ^* j
int memory;//记忆走过点的数目
: y/ ?' z5 b7 j- M( J! Z& W double Count_distance;//走过的总路程,为单程的路程,也就是说找到食物或者窝就从新计数了。
+ W/ J" e6 X* W) [- ] public double Min_distance;//当前这只蚂蚁再没次往返的时候的最小总距离
2 w7 C7 A1 t7 ` X+ Q% L public ant(Point nowpt,int vr,int idd,Antcolony colony,Color c,double mist,int mem){. L% I- s9 V+ Q8 b& z
nowPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);
6 ]4 w( F" \8 J! R6 r8 m OriginPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);9 q d# @* L: c) p' k7 R3 N
FoodPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);9 R2 m, u* H9 Y# h, L, p* n8 @
StartPt=new Point(nowpt);. q" l- @3 s) t1 W, }/ l
AimPt=new Point(nowpt);9 F/ g" K6 q4 h' k4 y- h ~1 d
lastPt=nowPt;
4 I3 p6 }. l* @6 G# o VR=vr;
+ p, W h4 e1 A9 f* a: Z id=idd;- T" ?1 C3 @% B' J; Z
color=c;% x" A$ f; ~: ` z. E5 f
back_color=Antcolony.BACK_COLOR;
( p/ ~( L7 J1 q F1 ? height=Antcolony.height;
4 R. |" n* u4 a6 `0 C4 b width=Antcolony.width;
% a5 N1 |* f0 c' N7 Y* P3 B- @ local_colony=colony;
8 B# e! S7 f0 b/ Z1 g3 a Phe=200;( O @& \# V2 k( G: b4 V
mistake=mist;
( C( Z. s* ^4 X6 s HistoryPoint=new Vector();% L4 k" J! t5 T6 l# G7 T
Main_direct=-1;
& i! Y6 L& i' q/ ` FoundTimes=0;# a3 j. H) _4 ]: T
Max_Pheromone=local_colony.Max_Pheromone;4 X7 t( _7 \% h" a7 g+ Y
Pheromone_count=Max_Pheromone;
* a8 G7 f4 [1 p: U# I- E: k( a memory=mem;+ `5 `' j K" U' a( y: [' [/ q
Count_distance=0;
6 i- J# [$ h& ?0 y9 |: ?2 g+ I Min_distance=-1;. s. d% M* X, A% \- g( { T
} j/ {; r' f/ L2 p' k/ T) O
public void init(){& f" B' ^& A+ s$ U
nowPt=new Point(OriginPt);9 H# L- e( }" C$ d0 g3 C7 P; {: h
lastPt=new Point(OriginPt);% |$ u1 _) [% {* z: l; F9 z h, l
FoodPt=new Point(OriginPt);
$ w2 l& N8 ]/ |' l3 x AimPt=new Point(OriginPt);6 I9 ?( o3 K+ N6 k6 m& M' q
StartPt=new Point(OriginPt);
( f6 M! o3 Q& H HistoryPoint.removeAllElements();
/ o' P$ v: K. M, s Main_direct=-1;
3 T8 H: R: V* @ FoundTimes=0;) D+ d5 ~( v) M# w. t
Pheromone_count=Max_Pheromone; Q* ?: B D9 ^( v
Count_distance=0;8 r6 u5 Z% L, [1 m2 W
Min_distance=-1;
~7 Z" i; T# z* a, p3 _% H! k6 P4 I }
/ y! Z; c; _8 a ~. m# T* Z5 n4 D public void Draw(Graphics g) {
9 \) E5 T% D+ g# `% n //把蚂蚁在屏幕上画出来,先擦除上次画的点,然后再画蚂蚁现在的点。& \- R1 Y0 Z& Y
g.setColor(back_color);
- X+ D1 m% {7 Z3 n g.fillOval((int) lastPt.x,(int)lastPt.y,1,1);4 K% }& A5 a* ` l" @
g.setColor(color);
. H g, U+ I, }, w ^. C+ l0 t g.fillOval((int) nowPt.x, (int) nowPt.y,1,1);
& H s6 Z/ R( e2 c# Y }
+ t) r" s E4 `1 c public void Process(){
0 Y; K. l/ ^* |! ~/ p //这个函数是蚂蚁进行决策的主程序,首先判断蚂蚁是否已经找到了目标点
2 Y) L% p* o6 s4 R //(目标点在没找到食物的时候是食物点,找到以后是自己的窝)
4 U, A, a' d2 F6 j7 [' @ //然后计算蚂蚁的主方向,也就是让蚂蚁的爬动有一个惯性,当没有信息素作指导的时候蚂蚁按照主方向运动
/ b6 v$ R k$ a. j8 }% q0 b2 s //开始搜索自己周围的空间信息,包括有多少信息素,是否有障碍物。最后根据信息素的大小决定移动到那个点2 M- F4 ?- J6 y/ V7 z) [
//根据决策的目标进行真实的移动,其中包括了避障的行为,洒下信息素。</P>2 a0 {- @: ~% P% T5 b- i
9 K Z) A2 l) J# p+ w8 H<P> if(Judged==false){
0 b2 \ @" S% ~, U2 i% y //如果已经判断完结束与否了就不进行再一次的判断了,也就是说目前蚂蚁已经到了目标点,: _, `7 X+ U. K
//如果再判断,它就会在目标点原地不动了,因此这是候不判断,让蚂蚁走起来
" R( c' e+ I& { k$ m) F0 [# d if(JudgeEnd()){
: ?0 M" B# m; o& }7 w5 Z8 h //判断,如果找到了目标点那么就退出该程序& Z3 B0 x& r3 t5 J" |
Judged=true;7 a& `6 a9 ^: o$ }, M ?3 _
return;
- n) l: Z8 T3 [' c }
' U+ E& r9 I4 R. D% _8 S- q+ u }
' |* p* [0 {3 H3 v0 V% G Judged=false;% e. H3 s! u" ?7 \; u
//如果没找到,就选择一个方向,这个方向是主方向加上一个随机扰动得到的,有SelectDirect函数完成/ f5 u5 g: f* {; l) f) E, e
double direct=SelectDirect();</P>
) |/ g# g. P0 P+ ]<P> //下面是如果根据计算的移动方向得到蚂蚁的下一点,即deltx,delty+ e/ O- C' A y$ l1 l
int deltx=0,delty=0;
" V, T, ^# p) \, o8 d //direct是方向角,根据方向计算位移
1 K- \# ?' q" `: O7 d! ~ deltx=(int)(VR*Math.cos(direct));
2 F4 l& ~& v+ G" N delty=(int)(VR*Math.sin(direct));</P>
8 G- O% D) d$ q) x, n% w<P> //kind表示当前蚂蚁是在找食物还是在找窝,如果是找窝就是1,找食物就是0。
+ N8 h9 ]; {5 n9 L0 u( ? int kind=FoundTimes%2;</P>, W4 \2 S3 `% h* o* G6 v
<P> //计算当前点的信息素,注意,如果获得的信息素总跟kind变量相反,: _, X! t. `! s% K6 @& s7 k
//也就是说,如果当前蚂蚁找食物呢,那么它所关心的信息素就是找我的蚂蚁留下的,反之亦然。9 E7 B* y0 ~7 @: B
int here=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][nowPt.x][nowPt.y];</P>
- q3 _' t- _: J" k* m<P> //记录搜索的环境中找到的最大的信息素. l" ] V+ N0 F/ O$ n. Y/ X/ D N! |) _) [
int maxphe=here;</P>/ e: C$ B( Y0 Y% [3 p" O
<P> //记住根据主方向角得到的位移,如果信息素并不能告诉蚂蚁应该往那里走,那么就要根据主方向角决定了7 G7 n: S$ J5 t# b
int deltx1,delty1;
1 u# g+ R+ U4 h) ^# D4 F deltx1=deltx;delty1=delty;</P>
- k: a7 a. c+ e) [) s: h) z! g4 ?<P> //开始搜索环境,搜索的空间是以当前点为中心,VR为半径的四方形内,即VR/2*VR/2的正方形2 q& M f1 z5 d
for(int x=-VR;x<=VR;x++){- c' ~' V( P' C% Q B3 w3 Z
for(int y=-VR;y<=VR;y++){' ^' a2 {* F' t2 Z! U
//xx,yy表示搜索到哪一个点了,+width然后再%width是为了让坐标循环起来,- b% O) L* ~( l5 D: x1 t# M' ]
//在这个程序中,坐标是循环的,也就是在一个球面上1 ~, D# I* n# @6 F
int xx=(nowPt.x+x+width)%width;% p3 d* W* ^( @. R/ P! i, y0 A3 t3 D
int yy=(nowPt.y+y+height)%height;</P>
5 T2 N, g& c: l% g3 b f% Y* h, u8 |<P> //循环的时候要除去当前点。
4 s3 i) ~" |' z o if(x!=0||y!=0){
5 Y5 x8 T7 r8 o X) U //的到要搜寻的点的信息素+ h5 m' e! _8 |" }8 q% N+ a" H* \
int phe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];</P>
5 }* j; m) O% P# B$ x0 Z2 j w<P> //如果搜索点的信息素比已经找到过的信息素多0 r; V0 Y- I$ ?: F
if(maxphe<phe){</P>- s, T* [) P3 O+ B7 K% b
<P> //如果当前点的信息素是0,没说的,赶紧上正轨,否则,就要根据随机数% y& h" a* ^1 H; Q" v6 y5 j( k. M
//以mistake来决定蚂蚁犯错误的概率,即如果犯错误,它就不按信息素最大的方向走
; @5 D% L/ X' `4 V- r double ra=Math.random();
- r$ v- K! h/ g0 B( @ if(here==0||ra>mistake){, |0 f* Q/ K8 E- Z
boolean found=false;
& E. a$ d* ? U5 N( B- A% ] //查一下内存最近走过的memory的点数,从而避免当地转圈
3 _+ i6 r/ E7 ` int size=HistoryPoint.size();
8 d. q+ t7 C# B; X0 N2 c+ x int minsize=memory;# ^7 A+ ^9 ]0 g: z3 z9 t; j' q
if(size<memory)minsize=size;! B( g8 x1 M0 ?$ x2 c# T
for(int i=size-1;i>=size-minsize;i--){
$ a" B! o0 \: x% a7 D Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(i));7 q( j) v8 A0 n9 {' r+ |
if(pt.x==xx&&pt.y==yy){
7 T/ O6 V; G( s7 ^6 \8 h2 ? found=true;! A' }* D1 n. j( h" F" b5 v
break;( D5 O6 h- H9 q" }; r3 l
}0 Z9 @- s6 [( p; ?* z- ^
}3 S, \; }2 D8 }& s( p& [
if(!found){, y& o+ k; }. L- S( A# P6 t
//如果没有原地转圈,那么记录信息素。 J& Z G4 m2 S7 P6 x' v9 d
maxphe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];
* M' y9 b2 W' p; d/ n deltx=x;2 s3 S$ p' n/ }' E/ L% v
delty=y;
5 I6 L2 _+ q6 d! Y9 x( u }
. u: G2 K, z% H }//end here==0||ra>0.001; p* M8 K" b# `6 J' y7 ]
}//end maxphe<here
" U% A( Z! S4 F! i* \9 ]( l }//end if x!=0
" t7 J6 r p3 O0 r7 n }//end for y; |7 z* d! f4 V8 K; |
}//end for x
5 ]7 v& [* m0 A. o3 m Point pt;</P>1 F K( `$ [* t& D4 P
<P> //根据获得的信息的来的位移deltx,delty,来具体的进行移位1 A/ N* ^4 [ l$ q8 V' F# U
pt=Evade_obs(deltx,delty);</P>9 k: t; g% D i7 Z: a9 e
<P> //如果卡住了,就根据主方向来确定位移,如果主方向也卡住了,那蚂蚁就会随机变换自己的主方向!
, N" @# X, ^/ D' N8 l( N0 c y if(pt.x==nowPt.x&&pt.y==nowPt.y){
& {8 E# u- N3 k& I8 @" F pt=Evade_obs(deltx1,delty1);6 y: s5 J% v" t F4 k
}</P>
3 `' C& U! ^( i8 @<P> //播撒信息素& S/ x2 [( b0 y4 t
Scatter();</P>
% C l- P" b& D1 L! o6 Q1 y<P> //记录走过的距离% G+ H+ {. x* l8 w2 T
Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);</P>) f3 q' c2 X1 O# Y3 g5 ^& {
<P> //改变当前点位置
. G1 x, D1 ?, a6 H' a* z lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>
# \0 F( Q! M- e$ U7 S7 ]4 K<P> //根据memory的大小记录走过的点,并忘掉memory以前的点% m# k- G4 G' r! ~( h4 [1 ?
HistoryPoint.insertElementAt(lastPt,HistoryPoint.size());! w8 Z2 D7 n5 U: Y% G' }- \! A' X
if(HistoryPoint.size()>memory){
. x: X3 ~7 V# J- u$ X HistoryPoint.removeElementAt(0);
}" {' B1 O/ {3 X/ _- G3 | }6 [1 Z! w& e2 q% |* l7 i
nowPt=new Point(pt.x,pt.y);
/ C- o/ K( q3 f, J3 t2 t }</P>9 H- B5 {3 N. Y# Q3 r- S
<P>
1 d' T& ~' F$ C e3 w# b/ | private void Scatter(){% m8 F( G8 l( E8 w
//释放信息素函数,每只蚂蚁有一个信息素的最大含量max_Pheromone,
3 t/ ?3 i, M$ L( ~$ Y, [ //并且,每次蚂蚁都释放Phe单位信息素,并且从总量Phe_count中减去Phe,直到用完所有的信息素。& I5 [" a; z* @" n
if(Pheromone_count<=0)return;
7 \/ L0 |. a8 `/ W% I& ^# ? //决定释放信息素的种类
, E/ b$ W+ s9 T7 O6 \4 L int kind=FoundTimes%2;</P>
0 w; z0 D! b( o4 O6 b' D<P> //获得当前点环境已有信息素的值$ e& C/ S1 r C
int Phec=local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y];* D0 E7 M) A, J @4 `
boolean ofound=false;
r& w* E3 b, I$ T3 w/ w if(Phec!=0){* K4 ~" ~& o. S2 m% B' U
//如果当前点已经有信息素了
% w. ]! O: b8 d+ R5 Y for(int i=0;i<local_colony.phe.size();i++){
# G1 C0 L9 J8 b% t' R: ^/ g5 I //在信息素向量中查找该点的信息" K- x7 Z/ m5 o4 a* \
Pheromone ph=(Pheromone)(local_colony.phe.elementAt(i));
/ z2 T1 f, |& y m+ c5 L if(lastPt.x==ph.x&&lastPt.y==ph.y&&ph.kind==kind){
$ J6 l( Y C7 P2 B. @& D3 q0 c: t; r/ |' Z //找到了,则看看蚂蚁所在的位置是否是刚刚走过的,如果不是才撒信息素
% x1 a6 g& r9 ~. z6 ? int size=HistoryPoint.size();</P>8 u* o" {8 @5 t% [" D
<P> //如果在表中找到信息素,则用ofound记录。
" H) U0 J( u' L ofound=true;+ g4 m D5 E' I+ I) b# y
boolean found=false;, L4 D. y: a/ S5 w# n: V* \( o
if(size>4){1 I- x2 n9 [* E. M4 c- X
for(int j=size-4;j<size-1;j++){& Q6 o, b d1 S# h! {/ z$ A. M
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(j));
* h; m9 M; v8 c6 J' M4 w3 v0 l4 j! O if(pt.x==lastPt.x&&pt.y==lastPt.y){) y& U& Q v1 p( V
//如果当前点重复了以前走过的路,就不释放
' n& E4 l) i0 Y found=true;
4 B; g9 W$ Q& R/ O9 b break;- x @- N8 N6 h2 M
}6 R( j. X( r. q! N! V5 [# Y
}
# G0 w1 p* r `( V# L8 j }
3 U m9 h- w" B if(!found){
& q) n [" J S# _ //如果当前点不重复,则开始撒
, V$ g1 u' o4 E. T- d ph.Add(Phe);9 j* B8 P5 ^& i' n$ {5 k0 l
local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;</P>
/ \8 h1 Z6 l$ ^7 q" F<P> //让还剩下的信息素总量减少
1 `9 A4 A7 U. r: o3 X. R Pheromone_count-=Phe;% N. Q0 X1 H f8 ]
}
5 v; w0 t. V9 w break;
; _9 u. u6 _+ x9 a } T$ P' i6 w. N3 c2 }* T
}0 D# [$ a0 u- t- B7 Q
}
% P& s$ f- a+ ^8 ?7 A0 V$ { if(Phec==0||!ofound){
: W! [* r/ Q! M& }" b //如果当前环境没有信息素,或者当前环境的信息素来自窝或者食物,则新建一个信息素元素放到列表中
3 P+ B& L4 U+ y Pheromone ph=new Pheromone(lastPt.x,lastPt.y,local_colony.phe.size(),local_colony.Delimiter,id,local_colony,Phec,kind);& v" a5 W! c9 }( r
ph.Add(Phe);% F& p, t/ e0 l* L
local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe; E5 ]; R" t# f5 F
local_colony.phe.addElement(ph);
, U; Z# i1 t4 g# F9 U6 X5 @( t //让还剩下的信息素总量减少
, G* y! T( c1 J" s9 X Pheromone_count-=Phe;; g: T+ P, S; C' }: l! c' e
}</P>
* b9 l8 x! L$ M. Z<P> //根据还剩下信息素的量调整释放信息素的数值Phe,这里为线性模型即Phe=0.0005*Pheromone_count! i' N4 g1 j* f% K' T
//如果把剩余信息量看成数组count(n)的话,那么根据本模型,8 z1 F7 n, T; `6 ]$ j
//count(n)满足下面的递推公式count(n)=(1-0.005)*count(n-1)
; d( R2 J# S- h' b# G# l //也就是说count(n)以几何级数的速度递减,这样,蚂蚁刚走出的地方信息素远远高于后走的地方) [' }0 i$ K8 Y$ X5 c' _- P9 z, ^! V
//这个模型是否科学?有待研究
2 f, ` W' n4 `" q9 d' n& N- M Phe=(int)(0.005*Pheromone_count);</P>
0 ]" q* ]- r$ X. k<P> //如果剩余信息素已经太小了,则按照等差数列递减
3 L+ `/ H# K3 }; `! U2 i+ A if(Phe<=10)Phe=10;
% ?3 s. j+ e5 q2 R i& y' j }9 [ Z4 E. y7 {) |9 j* V- k8 V
private boolean JudgeEnd(){3 _1 }0 S: q# M! h+ J6 H
//这个函数判断是否已经找到了目标点
& X0 R0 h2 C1 h1 z8 F/ T( | //首先获得当前蚂蚁是正在找窝还是在找食物。
2 ~/ O/ P+ s& F0 d int kind=FoundTimes%2;, P" b6 ^8 r2 j/ Q* u+ R9 e. u
if(kind==0){2 k8 c- Y% T0 m: M0 ]3 x4 e, p
//如果是找食物,那么需要把所有的食物点坐标与当前点比较,距离小于VR就认为是找到
7 J0 V2 a5 c6 C, `( t5 C0 S int i;
' S/ ?, q3 x( r/ }( _( o for(i=0;i<local_colony.EndPts;i++){2 P5 y: z* N7 g1 [6 d" H( U" Z
if(Distance(nowPt,local_colony.EndPt)<=VR){
) [& N( {! y3 w" } //如果找到了食物,就直接移动到食物点. d: \. }9 W- U G: c5 E0 b, D
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);$ N) F9 n4 A* v) _( }, h
nowPt.x=local_colony.EndPt.x;
5 Z: ?5 L) L0 a( Y; M! O0 |2 z6 c nowPt.y=local_colony.EndPt.y;</P>9 C& v8 x9 P1 D7 o- z
<P> //计算最后的总距离
, T( G0 e; m* |. c2 L/ z Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);7 t8 ^% d) g: q* Z2 `
//比较大小,记录较小的距离
$ N, S4 y( V' Y' V if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){
; d% e6 O9 K" N) v! L7 z# P; R W Min_distance=Count_distance;: _- J8 |3 |3 w) o# @6 j+ e
}! m( _3 d& r7 o: _3 i5 |
//清除总距离记录
$ `8 w# q7 M3 e4 r" J. } Count_distance=0;</P>
& q. T! B5 r* u& T; H1 w, J' y<P> //同时记录这只蚂蚁的目标点是它的窝,起始点是这个找到的食物点. k9 H5 T7 K- l
AimPt=new Point(OriginPt);
" K' _; Q/ y9 c4 K( |6 `0 }+ U StartPt=new Point(nowPt);
( F( x# ?8 b( Z //并把当前点标为自己找到的食物点: _9 K% u* ~" j
FoodPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>& L8 p& T1 S# v1 I
<P> //找到了食物就把找到次数+1* N2 L# V9 Q) o
FoundTimes++;</P>6 o K6 u) t5 y
<P> //改变主方向为原来方向的镜面反方向
" v/ b6 M4 l% j q Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>
' G" d# S3 ~ A6 g: A" B$ A0 m<P> //重新把自己能撒的信息素置为最大值
1 f: c9 g. ]8 Z1 K; d Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>( P9 }/ J# X; a; r6 b+ V z1 N0 {" A
<P> //清空记录的所有点
8 i6 x! H( Y7 Q8 _9 S8 t0 u! I HistoryPoint.removeAllElements();</P>
! B ]& K @ t<P> //返回找到为真
) W0 Q2 D A- u return true;
% a# g* x$ E2 B' [ }
: p- ~3 p6 A3 o/ ? }5 g! d m2 ~! J
//否则没找到' |7 {- m% o# j2 F0 F! q
return false;
' k8 I; S& `3 L- U2 F' T7 c6 i) C }* \: p L+ O0 u" J5 a
if(kind==1){; C K/ W% a, |
//如果是找窝,因为目标点已经明确,所以比较目标点和当前点的距离,小于VR表示已经找到1 k0 [/ {8 F( |# @
if(Distance(nowPt,AimPt)<=VR){# L% O; G: k9 j' p; c
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);
6 P+ q, o2 M" K //如果找到了目标,就直接移动到目标点0 `* ^8 n2 J" M! u* u4 r* {
nowPt.x=AimPt.x; `" C1 [0 F `/ o7 ~' R
nowPt.y=AimPt.y;</P>6 i% }. M9 w: H* w |
<P> //计算最后的总距离
4 v/ }8 S! A0 ~3 J) r) @ Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);
; t+ U% [3 k5 M //比较大小,记录较小的距离4 x, H- M* J2 j) w- }' r5 W
if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){. O/ H7 C) O( q
Min_distance=Count_distance;
G+ U$ V: S* \% e }6 _8 v9 j5 d& [4 ~8 Y
//清除总距离记录
$ `0 m9 {7 U' o Count_distance=0;
, b2 p2 M4 }* f2 t1 W //把目标点定为食物点,起始点定为窝
$ E. H: L, R- p. y, j3 d& O1 e/ A. A AimPt=new Point(FoodPt);
2 O' b1 l6 y+ h+ j. Z! z5 W( R StartPt=new Point(OriginPt);</P># p/ h# L; m0 O7 U* l
<P> //重新置信息素
9 Q6 \0 }, ]: R Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>% |0 O" ]) H. \( P6 x I
<P> //清空历史纪录4 B. n) F! O* o7 G
HistoryPoint.removeAllElements();</P>
* ~0 f% U3 R. q" q4 U% d" e* [<P> //主方向反向
3 I; K* \) ~5 H9 m! _# X# K% @9 j0 a Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>: B+ F! Q( e6 s& a0 S! k8 H/ V
<P> //找到次数+1
5 [3 z1 }- \1 p7 ?; }4 d% ^ FoundTimes++;/ b( y& X- L+ |! T: X+ w1 a( Q
return true;
! ^" s- z# A+ U6 N) E }
0 f8 ^# _9 n" j6 h1 t0 \7 a return false;
& @, W4 |! y3 j% k; E% z8 v ~ S }* b- U5 T$ S0 t. W; M$ H2 K5 y
return false;- P, ]. \: v- m2 Y
}4 q1 B9 n, {* I; Q7 ]) Z8 q' d
private double SelectDirect(){
5 V3 S' F- p. ?$ u3 _/ p //选择方向,最后选择的方向为主方向加一个随机扰动
. X4 h* Q9 g& q' ~0 }& x double direct,e=0;
0 N8 `( l1 Y3 n& J' t2 R if(Main_direct<0){
4 P# x( Y" b' G$ t8 E$ } //如果目前还没有主方向角,就随机的选择一个' H$ K% Y& g: U _0 B6 n! w" T
e=2*Math.PI*Math.random();
6 z- Z9 S5 @+ _- I1 r2 _! m9 F Main_direct=e;: f) V! u" E. S, b, ^7 o* p/ S. K
}6 @' j, y/ K2 |0 Q) Q
//选择主方向角
0 x7 }6 N! @! ], n1 O direct=Main_direct;</P>
6 i/ t4 C: N% T: r3 j I<P> //做一个随机模型,产生两个随机数,x,y都是[0,1]内的,这样x^2-y^2就是一个0 G/ y* r5 h4 Q3 H! c3 ]" i
//[-1,1]的随机数,并且在0点附近的概率大,两边小
, M& }; h7 D1 ? double re=Math.random();
2 c- g4 S2 h% z6 N double re1=Math.random();
6 s& {6 ?% Q: T' W) y1 Y" e3 Y direct+=Math.PI*(re*re-re1*re1)/2;
2 x. q0 F- }; v' R if(re<0.02){
- e8 a& u$ o* N! `. a( W //以小概率0.02改变主方向的值,主方向的选取为从蚂蚁记住的点中随机选一个点,计算当前点和这个点之间的方向角。; o- Y8 O7 I: }( u; I5 v% `: x3 s
int size=(int)(re1*memory)+1;) [& ^9 S, d6 i& \4 a# g
if(HistoryPoint.size()>size){0 s/ E V. L* i
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(HistoryPoint.size()-size));
. c( c5 j4 G8 K0 P2 \- V# P6 @0 D if(pt.x!=nowPt.x||pt.y!=nowPt.y){
3 b: [4 ]& z3 U$ K Main_direct=GetDirection(pt,nowPt);
) p7 W J* K l+ b) r! \ }& |2 Z6 \) T7 R, y& G4 A
}+ M; G; i; B; Z' s8 E0 Z S
}/ A" c4 X& b! V! Y1 X, ~
return direct;</P>+ R- ?$ A3 k+ ]% h! {+ H. J: y2 `4 W
<P> }
J* i! B: j' \ z7 P/ T8 S" D6 b5 l private Point Evade_obs(int deltx,int delty){7 K' V! |- Z4 [! N: E
//这个函数根据决策的位移值进行敝张的判断,算出真实可以移动到的点5 T. }; j, `! J( ^ d: u
//要移动到的目标点是(nowPt+delt),当前点是nowPt,那么搜索nowPt到(nowPt+delt)
9 x0 Z6 T) |+ Z4 r //这条直线上的所有点,看有没有障碍物!根据直线的参数方程:
! F% j i9 {( @! S9 w //x=p1x+(p2x-p1x)*t,y=p1y+(p2y-p1y)*t;
' K3 t8 |6 }: z! r+ I) c //其中t是参数,取值[0,1],步长为abs(max{p2x-p1x,p2y-p1y}),7 g; B9 a+ E M
//p1,p2在这里分别是nowPt和nowPt+delt0 v& y' f9 k1 [' p+ q
Point pt=new Point(0,0);) D6 o4 e" ~3 w2 _9 `
int x,y;, w; j w* `/ y9 {; m- ]. ]
int delt=deltx;! W+ ~6 k$ ] J# [- H% r
if(Math.abs(delty)>Math.abs(deltx))delt=delty;
/ B/ Q* x0 e7 g$ ?. ] if(delt==0)return nowPt; l: x# K$ H5 y$ }
for(double t=0;t<=1;t+=1/(double)(Math.abs(delt))){
8 I8 c( H- _+ U, T! A x=(int)(deltx*t+nowPt.x);
% @& S. K0 I; P l; C) r. c v* p y=(int)(delty*t+nowPt.y);6 d; |6 j- r, p8 G; Q
x=(x+width)%width;
& T5 M# k. H2 R3 U y=(y+height)%height;
$ b @0 ^( {3 h$ h6 M/ B8 g3 [ if(local_colony.obs_grid[x][y]>=0){</P>
. Q! D8 \) S' s<P> //如果移动方向发现障碍物,那么就改变目标点和主方向
( [3 T3 F% g1 W2 X/ W //新目标点为障碍物前方的点,主方向随机取值4 X% J$ n4 V# l
deltx=pt.x-nowPt.x;delty=pt.y-nowPt.y;
' l9 f9 H# k' a4 D/ y5 v' _ double disturb=4*Math.PI*(Math.random()-0.5);
) B/ H1 \0 I Y, p1 F) k6 _, R3 t9 m% s Main_direct=(disturb+2*Math.PI)%(2*Math.PI);/ w4 D1 R. H9 ^7 u: W6 Z! U
break;1 L9 z4 w; s/ J4 {2 x' g9 u
}% Y$ k9 w" f4 b1 }* ^) Y
pt=new Point(x,y);
- U$ N4 M% o+ u% [0 \) C! v }</P>
: i) U+ h. z0 s<P> //计算得出实际能够到达的目标点
# V9 a! P0 H& `6 _. j1 s$ Q x=(nowPt.x+deltx+width)%width;
) g. g8 l- i5 o$ _: V) i& H y=(nowPt.y+delty+height)%height;$ A6 P: N3 g/ [9 Z2 [" k
return new Point(x,y);
7 ?" u6 @9 P% ^% o8 m9 ^5 L }
# C- A4 v$ ^7 V. c! N* v: A* F" } private double GetDirection(Point pt1,Point pt2){
) R; P( v4 S! M //这个函数为指定两个点pt1和pt2,给出pt1-->pt2的方向角
0 l/ w9 M3 J; k: v0 W( r5 _" f //此函数的难度主要在于,我们的世界是球面,因此需要从多个方向计算方向角,& u1 V [8 S+ G. u- y' _+ b
//其中方向角是所有可能的角中使得两点连线距离最短的角。
* z. N% h2 e* Z5 ~ double e;
/ Y' m$ O% j1 H1 B int deltx1=pt2.x-pt1.x;7 m) Z1 f$ g. d
int deltx2;$ \9 A$ B0 l. G. H1 R" z3 M8 i
if(pt2.x>pt1.x)deltx2=pt2.x-pt1.x-width;
% x9 V; l) r- h% k else deltx2=pt2.x+width-pt1.x;
6 T: P/ ?1 m& l4 c int delty1=pt2.y-pt1.y;
3 y+ @6 W) [ n- [6 w# |" E2 d int delty2;2 G2 @/ h0 A- [, s
if(pt2.y>pt1.y)delty2=pt2.y-pt1.y-height;% u$ i0 I! {% |; ?9 u
else delty2=pt2.y+height-pt1.y;
" v6 @0 [( I5 X4 P int deltx=deltx1,delty=delty1;
' L5 h+ ^ V5 n1 R0 o& a- { if(deltx==0&&delty==0)return -1;
5 p t9 A% o6 G if(Math.abs(deltx2)<Math.abs(deltx1)){
. z. h, ?% P2 u7 k# y1 Z. e deltx=deltx2;0 X d. Z0 e1 }' n6 b) Z: |) x
}+ m- R% P% a$ A
if(Math.abs(delty2)<Math.abs(delty1)){4 @. o! m6 u3 I% f0 B8 f( I2 Q* m" W
delty=delty2;* ]" d) T3 V8 g; K# g% C
}1 h0 d3 o: S% z
if(deltx!=0){& {$ q! e( V, H. o
e=Math.atan((double)(delty)/(double)(deltx));% U& C; s* d/ b% D4 F1 P1 }# |1 U
if(deltx<0){
`% t6 q5 M! w if(e<0) e=e-Math.PI;; Q5 Y! ~* Q/ m/ I$ h3 U% x
else e=e+Math.PI;6 {9 [+ h5 c% n2 Z" `
}
3 s0 y: U2 E* t# z1 ?+ E2 A }else{" y8 R( P* _; u8 { J3 e
if(delty>0)e=Math.PI/2;
: V: h0 k: I- C/ E! _" U5 \ else e=-Math.PI/2;
r9 `! r c* v, {1 Z* [) G1 [6 Q4 ] }
/ X, J: l( F; `5 s5 L' @. Z, c0 E e=(e+Math.PI*2)%(2*Math.PI);/ k ?, U* N( {1 _2 v) K, c* x
return e;' N8 T/ S: P* F8 g0 o3 ?5 w3 ^) p$ M
}
v Z: Y1 q* G1 A private double Distance(Point pt1,Point pt2){2 S* q5 o" V* S; A
//给定两点pt1,pt2,计算它们之间的距离,难点在于世界是球面,所有有坐标循环的情况,- ]2 T0 q e$ i& X# ~$ M1 `& `
//这里计算的是所有可能距离中最小的
6 |1 @1 g- b6 I" u3 x/ ]$ ^+ W2 e int dx1=pt1.x-pt2.x;+ q, T8 F; |0 E
int dx2;' m: G) r, J2 E: }0 i5 H
int dx,dy;, M, S7 b. f; I7 l
if(pt1.x>pt2.x)dx2=pt1.x+width-pt2.x;8 y1 n) |3 J) P+ m2 _$ \. t/ @
else dx2=pt2.x+width-pt1.x;/ `1 M f( d6 ]! R
int dy1=pt1.y-pt2.y;1 q) h' v% D. q4 D" k
int dy2;
: k7 L `0 P. E! c# ] if(pt1.y>pt2.y)dy2=pt1.y+height-pt2.y;! e0 x5 C0 S2 k4 c, D
dy2=pt2.y+height-pt1.y;4 e1 p5 v4 a( S5 v/ I
if(Math.abs(dx1)<Math.abs(dx2))dx=dx1;
?7 _$ h# }' ~2 ]# f8 ~+ b: q- z/ e else dx=dx2;
o. [" X' S: e+ G if(Math.abs(dy1)<Math.abs(dy2))dy=dy1;
/ h7 A, E# n9 k- C5 [ else dy=dy2;
4 }8 t( W/ g/ G return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
& _9 v/ k9 H0 I s }. v8 A1 n3 B* G! U4 b8 h
public void clone(ant ant1){2 x0 g' s; t" S) v) Q
//把蚂蚁ant1的属性拷贝到本蚂蚁
* y$ H" }8 s; V# k) a% i( `" x nowPt=new Point(ant1.nowPt);
% ~% [0 t! s+ ?2 _ OriginPt=new Point(ant1.OriginPt);
, Y2 c5 P( I1 u2 F4 ~ FoodPt=new Point(ant1.FoodPt);& c: y# k' C; d6 U0 ^9 O) s
StartPt=new Point(ant1.StartPt);1 w' |$ c9 s; Z1 |# e. a6 t. p$ E; F
AimPt=new Point(ant1.AimPt);/ ?2 o& Y$ M# [. O
lastPt=new Point(ant1.lastPt);
) P* R7 _4 w) y7 | e! D VR=ant1.VR;# t6 ^7 C9 b2 l# P- L& `9 {( o
id=ant1.id;
- Q- [, J* v+ a$ O color=ant1.color;
/ P* a8 ?3 p& ?' f back_color=ant1.back_color;
: f& Y. J u6 U1 h! v# K height=ant1.height; }( f- |* Q; m0 i! k8 a
width=ant1.width;. X# h% a! k9 {
local_colony=ant1.local_colony;5 X& u' R: ~2 M' U# x9 u
Phe=ant1.Phe;. c5 h6 q( W7 P( G
mistake=ant1.mistake;9 g. A( w2 }9 R; b; r! D6 q7 T
HistoryPoint=ant1.HistoryPoint;
h2 `/ [/ B, S" B- Q Main_direct=ant1.Main_direct;2 G: w0 n; b. Z2 }/ ?. \, |: r; I8 ^- y4 P8 [
FoundTimes=ant1.FoundTimes;7 ~- f- K2 K4 R) c& h
Max_Pheromone=ant1.Max_Pheromone;
" Z4 Q: N# D4 N! @0 j% m Pheromone_count=ant1.Pheromone_count;
2 q/ u/ C j3 |( v1 G8 P6 h memory=ant1.memory;
+ S( p9 c9 U* ?" F" }: E Count_distance=ant1.Count_distance;
7 D' t/ L1 c& ^ Min_distance=ant1.Min_distance;' z$ Y |! }" m8 a
}( l( |/ T0 i' w' f
}</P> |
zan
|